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本研究課題では、生体膜を構成する主要な成分であるリン脂質が形成するナノディスクに着目し、交互積層膜(Layer-by-layer film)など機能性を付与したリン脂質膜の作成を目的とする。そのためは、リン脂質ナノディスク自体のの構造形成メカニズムやリン脂質薄膜の基板上での積層メカニズムを理解することが重要である。この目的を達成するために、本課題は以下の4つの研究に取り組んだ。
（1）ナノディスク水溶液を基板と接触させた際の吸着挙動を中性子反射率法、および原子間力顕微鏡によって観察し、ナノディスク自体の電荷よりも基板の表面修飾の影響が大きいことを明らかにした。（2）基板表面に積層したリン脂質二重膜の積層構造を水和させた際の膨潤・剥離挙動を中性子反射理法で観察し、塩化カルシウムの添加によって膜間距離が無限遠に発散する剥離転移を伴いながら膨潤・剥離していくことを明らかにした。（3）交互積層膜に代わる機能性リン脂質になると期待できる重合可能なリン脂質膜の基板上積層膜について斜入射X線小角散乱実験を行い、約50%を境に吸湿できる割合と面内揺らぎの相関長が大きく変化することが明らかにした。（4）リン脂質ナノディスクを加熱することで形成される直径数十nmの単層膜ベシクルを細胞内小胞のモデルとして利用し、弓状のドメインを有するタンパク質FBP17との相互作用をX線・中性子小角散乱で評価した。このタンパク質は細胞膜に吸着する際に細胞膜を変形させることが知られていたが、この実験により膜の曲率も変形挙動に影響を与えることを明らかになった。
これらの知見はリン脂質膜の物性を理解すると共に、それを基に機能性等を付加する上での重要な知見である。
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